本文的主要目的是理解不同隊列與不同函數(shù)之間組合的情況
GCD簡介
GCD全稱是Grand Central Dispatch純C語言，提供例如非常強(qiáng)大的函數(shù)
GCD優(yōu)勢
GCD是蘋果公司為
多核的并行運(yùn)算提出的解決方案GCD會
自動利用更多的CPU內(nèi)核（比如雙核、四核）GCD會
自動管理線程的生命周期（創(chuàng)建線程、調(diào)度任務(wù)、銷毀線程）程序員只需要告訴GCD想要執(zhí)行什么任務(wù)，不需要編寫任何線程管理代碼
【重點】用一句話總結(jié)GCD就是：將任務(wù)添加到隊列，并指定任務(wù)執(zhí)行的函數(shù)
GCD核心
在日常開發(fā)中，GCD一般寫成下面這種形式
dispatch_async( dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", NULL), ^{
NSLog(@"GCD基本使用");
});
將上述代碼拆分，方便我們來理解GCD的核心 主要是由 任務(wù) + 隊列 + 函數(shù) 構(gòu)成
//********GCD基礎(chǔ)寫法********
//創(chuàng)建任務(wù)
dispatch_block_t block = ^{
NSLog(@"hello GCD");
};
//創(chuàng)建串行隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", NULL);
//將任務(wù)添加到隊列，并指定函數(shù)執(zhí)行
dispatch_async(queue, block);
- 使用
dispatch_block_t創(chuàng)建任務(wù) - 使用
dispatch_queue_t創(chuàng)建隊列 - 將任務(wù)添加到隊列，并指定執(zhí)行任務(wù)的函數(shù)
dispatch_async
注意
這里的任務(wù)是指執(zhí)行操作的意思，在使用dispatch_block_t創(chuàng)建任務(wù)時，主要有以下兩點說明
任務(wù)使用
block封裝任務(wù)的block
沒有參數(shù)也沒有返回值
函數(shù)與隊列
函數(shù)
在GCD中執(zhí)行任務(wù)的方式有兩種，同步執(zhí)行和異步執(zhí)行，分別對應(yīng) 同步函數(shù)dispatch_sync 和 異步函數(shù)dispatch_async,兩者對比如下
- 同步執(zhí)行，對應(yīng)同步函數(shù)
dispatch_sync必須等待當(dāng)前語句執(zhí)行完畢，才會執(zhí)行下一條語句不會開啟線程，即不具備開啟新線程的能力在當(dāng)前線程中執(zhí)行block任務(wù)
- 異步執(zhí)行，對應(yīng)異步函數(shù)
dispatch_async不用等待當(dāng)前語句執(zhí)行完畢，就可以執(zhí)行下一條語句
會
開啟線程執(zhí)行block任務(wù)，即具備開啟新線程的能力（但并不一定開啟新線程，這個與任務(wù)所指定的隊列類型有關(guān)）異步 是 多線程 的代名詞
所以，綜上所述，兩種執(zhí)行方式的主要區(qū)別有兩點：
是否等待隊列的任務(wù)執(zhí)行完畢是否具備開啟新線程的能力
隊列
串行隊列 和 并發(fā)隊列
多線程中所說的隊列（Dispatch Queue）是指執(zhí)行任務(wù)的等待隊列，即用來存放任務(wù)的隊列。隊列是一種特殊的線性表，遵循先進(jìn)先出（FIFO）原則，即新任務(wù)總是被插入到隊尾，而任務(wù)的讀取從隊首開始讀取。每讀取一個任務(wù)，則動隊列中釋放一個任務(wù)，如下圖所示
在GCD中，隊列主要分為串行隊列（Serial Dispatch Queue） 和并發(fā)隊列（Concurrent Dispatch Queue）兩種，如下圖所示
-
串行隊列：每次只有一個任務(wù)被執(zhí)行，等待上一個任務(wù)執(zhí)行完畢再執(zhí)行下一個，即只開啟一個線程（通俗理解：同一時刻只調(diào)度一個任務(wù)執(zhí)行）使用
dispatch_queue_create("xxx", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);創(chuàng)建串行隊列其中的
DISPATCH_QUEUE_SERIAL也可以使用NULL表示，這兩種均表示默認(rèn)的串行隊列
// 串行隊列的獲取方法
dispatch_queue_t serialQueue1 = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", NULL);
dispatch_queue_t serialQueue2 = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
-
并發(fā)隊列：一次可以并發(fā)執(zhí)行多個任務(wù)，即開啟多個線程，并同時執(zhí)行任務(wù)（通俗理解：同一時刻可以調(diào)度多個任務(wù)執(zhí)行）使用
dispatch_queue_create("xxx", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);創(chuàng)建并發(fā)隊列注意：并發(fā)隊列的并發(fā)功能只有在
異步函數(shù)下才有效
// 并發(fā)隊列的獲取方法
dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
主隊列 和 全局并發(fā)隊列
在GCD中，針對這兩種隊列，分別提供了主隊列（Main Dispatch Queue）和全局并發(fā)隊列（Global Dispatch Queue）
-
主隊列（Main Dispatch Queue）：GCD中提供的特殊的串行隊列專門用來
在主線程上調(diào)度任務(wù)的串行隊列，依賴于主線程、主Runloop，在main函數(shù)調(diào)用之前自動創(chuàng)建不會開啟線程
如果當(dāng)前主線程正在有任務(wù)執(zhí)行，那么無論主隊列中當(dāng)前被添加了什么任務(wù)，都不會被調(diào)度
使用
dispatch_get_main_queue()獲得主隊列通常在返回
主線程 更新UI時使用
//主隊列的獲取方法
dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
-
全局并發(fā)隊列（Global Dispatch Queue）：GCD提供的默認(rèn)的并發(fā)隊列為了方便程序員的使用，蘋果提供了全局隊列
在使用多線程開發(fā)時，如果對隊列沒有特殊需求，
在執(zhí)行異步任務(wù)時，可以直接使用全局隊列-
使用
dispatch_get_global_queue獲取全局并發(fā)隊列，最簡單的是dispatch_get_global_queue(0, 0)第一個參數(shù)表示
隊列優(yōu)先級，默認(rèn)優(yōu)先級為DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT=0，在ios9之后，已經(jīng)被服務(wù)質(zhì)量（quality-of-service）取代第二個參數(shù)使用0
//全局并發(fā)隊列的獲取方法
dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
//優(yōu)先級從高到低（對應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量）依次為
- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH -- QOS_CLASS_USER_INITIATED
- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT -- QOS_CLASS_DEFAULT
- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW -- QOS_CLASS_UTILITY
- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND -- QOS_CLASS_BACKGROUND
全局并發(fā)隊列 + 主隊列 配合使用
在日常開發(fā)中，全局隊列+并發(fā)并列一般是這樣配合使用的
//主隊列 + 全局并發(fā)隊列的日常使用
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
//執(zhí)行耗時操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
//回到主線程進(jìn)行UI操作
});
});
函數(shù)與隊列的不同組合
串行隊列 + 同步函數(shù)
【任務(wù)按順序執(zhí)行】：任務(wù)一個接一個的在當(dāng)前線程執(zhí)行，不會開辟新線程
串行隊列 + 異步函數(shù)
【任務(wù)按順序執(zhí)行】：任務(wù)一個接一個的執(zhí)行，會開辟新線程
并發(fā)隊列 + 同步函數(shù)
【任務(wù)按順序執(zhí)行】：任務(wù)一個接一個的執(zhí)行，不開辟線程
并發(fā)隊列 + 異步函數(shù)
【任務(wù)亂序執(zhí)行】：任務(wù)執(zhí)行無順序，會開辟新線程
主隊列 + 同步函數(shù)
【造成死鎖】：任務(wù)相互等待，造成死鎖
造成死鎖的原因分析如下：
主隊列有兩個任務(wù)，順序為：
NSLog任務(wù) - 同步block執(zhí)行NSLog任務(wù)后，執(zhí)行同步Block，會將任務(wù)1（即i=1時）加入到主隊列，主隊列順序為：
NSLog任務(wù) - 同步block - 任務(wù)1任務(wù)1的執(zhí)行需要等待同步block執(zhí)行完畢才會執(zhí)行，而同步block的執(zhí)行需要等待任務(wù)1執(zhí)行完畢，所以就造成了任務(wù)互相等待的情況，即造成死鎖崩潰
死鎖現(xiàn)象
主線程因為你同步函數(shù)的原因等著先執(zhí)行任務(wù)主隊列等著主線程的任務(wù)執(zhí)行完畢再執(zhí)行自己的任務(wù)主隊列和主線程相互等待會造成死鎖
主隊列 + 異步函數(shù)
【任務(wù)按順序執(zhí)行】：任務(wù)一個接一個的執(zhí)行，不開辟線程
全局并發(fā)隊列 + 同步函數(shù)
【任務(wù)按順序執(zhí)行】：任務(wù)一個接一個的執(zhí)行，不開辟新線程
全局并發(fā)隊列 + 異步函數(shù)
【任務(wù)亂序執(zhí)行】：任務(wù)亂序執(zhí)行，會開辟新線程
總結(jié)
| 函數(shù)\隊列 | 串行隊列 | 并發(fā)隊列 | 主隊列 | 全局并發(fā)隊列 |
|---|---|---|---|---|
| 同步函數(shù) | 順序執(zhí)行，不開辟線程 | 順序執(zhí)行，不開辟線程 | 死鎖 | 順序執(zhí)行，不開辟線程 |
| 異步函數(shù) | 順序執(zhí)行，開辟線程 | 亂序執(zhí)行，開辟線程 | 順序執(zhí)行，不開辟線程 | 亂序執(zhí)行，開辟線程 |
相關(guān)面試題解析
【面試題 - 1】異步函數(shù)+并行隊列
下面代碼的輸出順序是什么？
- (void)interview01{
//并行隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
NSLog(@"1");
// 耗時
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2");
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"3");
});
NSLog(@"4");
});
NSLog(@"5");
}
----------打印結(jié)果-----------
輸出順序為：1 5 2 4 3
-
異步函數(shù)并不會阻塞主隊列，會開辟新線程執(zhí)行異步任務(wù)
打印結(jié)果
代碼分析
如下圖所示，紅線表示任務(wù)的執(zhí)行順序
主線程的任務(wù)隊列為：任務(wù)1、異步block1、任務(wù)5，其中異步block1會比較耗費(fèi)性能，任務(wù)1和任務(wù)5的任務(wù)復(fù)雜度是相同的，所以任務(wù)1和任務(wù)5優(yōu)先于異步block1執(zhí)行在
異步block1中，任務(wù)隊列為：任務(wù)2、異步block2、任務(wù)4，其中block2相對比較耗費(fèi)性能，任務(wù)2和任務(wù)4是復(fù)雜度一樣，所以任務(wù)2和任務(wù)4優(yōu)先于block2執(zhí)行最后執(zhí)行
block2中的任務(wù)3在極端情況下，可能出現(xiàn)
任務(wù)2先于任務(wù)1和任務(wù)5執(zhí)行，原因是出現(xiàn)了當(dāng)前主線程卡頓或者延遲的情況
代碼修改
【修改1】：將
并行隊列改成串行隊列，對結(jié)果沒有任何影響，順序仍然是1 5 2 4 3【修改2】：在任務(wù)5之前，休眠2s，即
sleep(2)，執(zhí)行的順序為：1 2 4 3 5,原因是因為I/O的打印，相比于休眠2s，復(fù)雜度更簡單，所以異步block1 會先于任務(wù)5執(zhí)行。當(dāng)然如果主隊列堵塞，會出現(xiàn)其他的執(zhí)行順序
【面試題 - 2】異步函數(shù)嵌套同步函數(shù) + 并發(fā)隊列
下面代碼的輸出順序是什么？
- (void)interview02{
//并發(fā)隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
NSLog(@"1");
//異步函數(shù)
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2");
//同步函數(shù)
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"3");
});
NSLog(@"4");
});
NSLog(@"5");
}
----------打印結(jié)果-----------
輸出順序為：1 5 2 3 4
分析
任務(wù)1 和 任務(wù)5的分析同前面一致，執(zhí)行順序為
任務(wù)1 任務(wù)5 異步block在異步block中，首先執(zhí)行
任務(wù)2，然后走到同步block，由于同步函數(shù)會阻塞主線程，所以任務(wù)4需要等待任務(wù)3執(zhí)行完成后，才能執(zhí)行，所以異步block中的執(zhí)行順序是：任務(wù)2 任務(wù)3 任務(wù)4
【面試題 - 3】異步函數(shù)嵌套同步函數(shù) + 串行隊列（即同步隊列）
下面代碼的執(zhí)行順序是什么？會出現(xiàn)什么情況？為什么？
- (void)interview03{
// 同步隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", NULL);
NSLog(@"1");
// 異步函數(shù)
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2");
// 同步函數(shù)
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"3");
});
NSLog(@"4");
});
NSLog(@"5");
}
----------打印結(jié)果-----------
輸出順序為：1 5 2 死鎖崩潰
分析
如下圖所示，紅色表示任務(wù)執(zhí)行順序，黑色虛線表示等待
首先執(zhí)行
任務(wù)1，接下來是異步block，并不會阻塞主線程，相比任務(wù)5而言，復(fù)雜度更高，所以優(yōu)先執(zhí)行任務(wù)5，在執(zhí)行異步block在
異步block中，先執(zhí)行任務(wù)2，接下來是同步block，同步函數(shù)會阻塞線程，所以執(zhí)行任務(wù)4需要等待任務(wù)3執(zhí)行完成，而任務(wù)3的執(zhí)行，需要等待異步block執(zhí)行完成，相當(dāng)于任務(wù)3等待任務(wù)4完成-
所以就造成了
任務(wù)4等待任務(wù)3，任務(wù)3等待任務(wù)4，即互相等待的局面，就會造成死鎖，這里有個重點是關(guān)鍵的堆棧 slow
打印結(jié)果
修改
去掉任務(wù)4，執(zhí)行順序是什么？
- 還是會
死鎖，因為任務(wù)3等待的是異步block執(zhí)行完畢，而異步block等待任務(wù)3
【面試題 - 4 - 新浪】 異步函數(shù) + 同步函數(shù) + 并發(fā)隊列
下面代碼的執(zhí)行順序是什么？（答案是 AC）
A: 1230789
B: 1237890
C: 3120798
D: 2137890
- (void)interview04{
//并發(fā)隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{ // 耗時
NSLog(@"1");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2");
});
// 同步
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"3");
});
NSLog(@"0");
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"7");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"8");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"9");
});
}
----------打印結(jié)果-----------
輸出順序為：（1 2 3 無序）0（7 8 9 無序），可以確定的是 0 一定在3之后，在789之前
分析
-
任務(wù)1和任務(wù)2由于是異步函數(shù)+并發(fā)隊列，會開啟線程，所以沒有固定順序 -
任務(wù)7、任務(wù)8、任務(wù)9同理，會開啟線程，所以沒有固定順序 -
任務(wù)3是同步函數(shù)+并發(fā)隊列，同步函數(shù)會阻塞主線程，但是也只會阻塞0，所以，可以確定的是0一定在3之后，在789之前
以下是不同的執(zhí)行順序的打印
【面試題 - 5 - 美團(tuán)】下面代碼中，隊列的類型有幾種？
//串行隊列 - Serial Dispatch Queue
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", NULL);
//并發(fā)隊列 - Concurrent Dispatch Queue
dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//主隊列 - Main Dispatch Queue
dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
//全局并發(fā)隊列 - Global Dispatch Queue
dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
隊列總共有兩種： 并發(fā)隊列 和 串行隊列
- 串行隊列：serialQueue、mainQueue
- 并發(fā)隊列：concurrentQueue、globalQueue
